专利名称：新法真空、制冷、发电技术的制作方法
技术领域：
本发明是在水喷射器的工作液体(水)中，加一种能造成极低蒸汽压的溶剂(如乙醇胺)，这种新工作液体的喷射器，可获得极高真空度，应用于真空、制冷和发电技术，可得到显著的节能效果。
一、新法真空技术目前制糖、烧碱等工厂所应用的水喷射器所获得的真空度并不太高。喷射器工作过程中需加足水量，以保证排容量，其真空度的高低决定于喷射器排出的水温。排出水温为40℃时，所能获得的真空度约660毫米汞柱。(见广东轻工设计研究所编的“水喷射冷凝器和抽气器”第10页表2。)，被抽气源的温度比喷射器出口水温高10～14℃，(见同书第10页表2)、也就是说，被抽气源的压力(绝压)大于喷射器出口温度下的饱和水蒸汽分压，两者之差即压差。正是由于这种压差(即推动力)，使被抽气源的气体(水蒸汽)被源源不断的通到喷射器而溶解于水中。在水喷射器工作液中加入一种溶剂后，可大大降低饱和水蒸汽压力。这种溶剂目前所发现的有乙醇胺，最好是二乙醇胺和三乙醇胺。见“氮肥工艺设计手册理化数据”第192页表2-24。现以二乙醇胺水溶液为例进行说明。从表中数据可知当用25%二乙醇胺溶液作喷射器工作液体时，喷射器出口温度控制50℃时，对应的蒸汽压接近0.01毫米汞柱(即真空度约为759.88毫米汞柱，对应的标准大气压为760毫米汞柱)，而水蒸汽分压为0.01毫米汞柱时，对应的水蒸汽饱和温度为-60℃(见〔苏〕с·д·BFCKoB著作的“化工计算”第210页表4)。采用25%二乙醇胺水溶液(或三乙醇胺)作喷射器的工作液体时，排出温度40℃～50℃，可使真空度达759.88毫米汞柱左右，并且将得到较好的节能效果。这种乙醇胺溶液喷射器与水喷射器作用原理有相同，也有不同。相同的是被抽气体的压力(绝压)大于喷射器出口温度下饱和水蒸汽压，也就是都靠压差作为推动力;不同的是水喷射器操作被抽气体温度大于喷射器出口温度。而乙醇胺溶液喷射器操作中被抽气体温度大大低于喷射器出口温度。这种作用原理是符合热力学第二定律的。热力学第二定律第二种说法热不能自动地从低温流向高温(见1961年人民教育出版社出版的“物理化学”上册第209页)由于喷射器作了功(有压差作用)低温的水蒸汽就可向高温方向流动而溶解在乙醇胺水溶液中。也就是说，由于作了功，低温的水蒸汽把热量传给高温的乙醇胺水溶液(这与小氮肥厂高位吸氨作用原理一样由于喷射泵作了功，可使低温的气氨把热量传给高温的氨水。)二、新法制冷技术本发明的制冷方法是蒸汽喷射制冷的改进。蒸汽喷射制冷需耗大量的水蒸汽。能耗高，而本法采用乙醇胺溶液喷射器，既获得较高的真空度，又可降低蒸汽量的消耗。本法制冷适用常温制冷至-40℃左右的制冷系统。制冷剂和载冷剂都采用不易冻结的溶液(如30%左右的氯化钙溶液)制冷流程示意图见(图一)，从冷用户(3)来的氯化钙溶液送到氯化钙溶液蒸发器(1)中，被乙醇胺溶液喷射器(4)抽吸，部分水蒸汽蒸发吸热，吸收氯化钙溶液本身的热量而降温，降温后的氯化钙溶液用泵(2)送到冷用户(3)在冷用户吸热升温后的氯化钙溶液又回到氯化钙溶液蒸发器(1)，如此构成一个循环的过程。乙醇胺溶液喷射器(4)在抽吸过程中，溶解部分水蒸汽，使温度升高和浓度降低，需要降温和提浓。从喷射器(4)出来的乙醇胺溶液，大部分用泵(10)送去冷却塔(5)降温，少部分用泵(9)送去经予热器(7)予热后送至乙醇胺溶液蒸发器(6)提浓。由于乙醇胺溶液沸点升高不大，故可采用多效(7～8效)蒸发(本图只画3效)，能耗并不大。蒸发热源可用电加热器(＜200℃)，也可用10～11公斤/cm2的蒸汽加热。提浓后的少部分乙醇胺溶液与冷却塔(5)出来的大部分乙醇胺溶液汇合，重新利用，用泵(11)打至喷射器(4)，如此又构成循环(图一)中还有(8)普通还水喷射器，(12)为水泵。据初步计算，本法制冷与氨压缩制冷比较，空调制冷本法节电30%左右;-15～-40℃工业制冷，本法节电70～80%多。同样也将运用家庭电冰箱的制冷(冰箱的另部件需试制)。
三、新法发电技术由于应用了能造成高真空的乙醇胺溶液喷射器，可达到利用极低低温水蒸汽发电的目的。第一种是利用工厂排出的60℃左右的废蒸汽发电，冷凝温度相当-50℃，理想焓降约为883Kj/Kg，每吨蒸汽发电约150KWH。(自身耗电占发电量的30%多)流程示意图见(图二)。(图二)中(1)为汽轮机，(2)为乙醇胺溶液喷射器，(3)为冷却塔，(4)为代表7～8效蒸发器，(5)予热器，(采用最高温度的蒸汽冷凝液予热)(6)普通水喷射器，(7)(8)(9)为乙醇胺溶液泵，(10)为水泵。低温(60℃左右)蒸汽来自工厂排出的废气被送到汽轮机，带动发电机发电，离开汽轮机的低温蒸汽(约-50℃)被乙醇胺溶液喷射器抽吸并溶解于乙醇胺溶液中，其他的过程与(图一)一样。
第二种是采用30℃左右(常温水)，抽出25℃的低温水蒸汽用来发电。冷凝温度也相当-50℃理想焓降为657kj/kg，每吨蒸汽发电110KWH，(自身耗电占发电量的40～50%)，流程示意图见(图三)，(图三)中(1)为约25℃水蒸汽蒸发器，(2)为水泵，(3)为汽轮机，(4)为乙醇胺溶液喷射器，(5)为冷却塔，(6)为代表7～8效蒸发器，(7)予热器，(8)普通水喷射器，(9)(10)(11)为乙醇胺溶液泵，(12)为水泵。流程图中，(1)25℃左右的水蒸汽蒸发器蒸发出低温蒸汽送到汽轮机(3)，发电后的低温(-50℃左右)被乙醇胺溶液喷射器抽吸，其他过程与(图一)，(图二)一样。
(注1、以上计算，汽轮机内效率按65%，机械效率按98%，发电机效率按96%。2、以上制冷的节电中已扣除提浓乙醇胺耗热节成电，发电自耗电也已包括提浓乙醇胺耗电节成电。1度电等价2828千卡。)本发明主要参考书1、蒸汽喷射制冷设计手册燃料化学工业部化学工业设计院第十设计院 编中国建筑工业出版社(1972年版)2、水喷射冷凝器和抽气器广东轻工机械设计研究院编轻工业出版社(1975年版)3、蒸汽轮机蔡颐年主编西安交通大学出版社(1988年版)4、氮肥工艺设计手册理化数据石油化学工业出版社(1977年版)
权利要求
1.一种获得高真空度、制冷、发电技术，其特征是水喷射器的工质水改用乙醇胺(最好为二乙醇胺或三乙醇胺)溶液，利用乙醇胺溶液在常态下平衡蒸汽压很低而获得高真空度、制冷、发电，所述的是1)、以用25%二乙醇胺溶液作喷射器的工作液体为例，其工质蒸汽压低，喷射器出口温度控制约50℃，对应的平衡蒸汽绝压为0.01毫米汞柱(即真空度为759.99毫米汞柱)，能获得的真空度约为759.96毫米汞柱(对应的蒸汽绝压为0.04毫米汞柱)；2)、制冷是在蒸汽喷射制冷的基础上，把蒸汽喷射抽真空改为乙醇胺溶液喷射器抽真空，使不易冻结的氯化钙溶液(浓度约30%)在低温下蒸发，吸收氯化钙溶液本身的热量而降温，达到常温制冷(空调)至-15℃～-40℃制冷的目的；3)、发电是利用工厂排出的废蒸汽(60℃左右的低温蒸汽)和30℃左右的常温水产生20℃左右的低温蒸汽(或工厂排出的热水产生相应温度的低温蒸汽)带动汽轮机使发电机发电，经汽轮机后的低温蒸汽(约-50℃)被乙醇胺溶液喷射器抽吸而溶解在乙醇胺溶液中，每吨60℃的低温蒸汽约发电150KWH和每吨20℃低温蒸汽约发电110KWH。
2.如权利要求书1所述的高真空、制冷、发电技术，其特征是喷射器所用的工质是乙醇胺(最好是二乙醇胺或三乙醇胺)溶液，这种乙醇胺溶液喷射器不适用于存在较多不凝性气体(空气)的情况。
全文摘要
本发明提供一种新法获得高真空、制冷、发电技术，其特征在于将水喷射器的工质水改为乙醇胺溶液，利用乙醇胺溶液在常态下平衡蒸汽压非常低的特性，获得高真空、制冷和发电。喷射器工作的气液系统不能存在较多的不凝气体(空气)量。本发明所获得的高真空度约为759.96毫米汞柱，适用常温制冷(空调)至-15℃～-40℃的制冷系统，比氨压缩制冷节电约30～75％·60℃左右的废蒸汽每吨发电约150KWh，常温水产生低温蒸汽每吨发电约110KWh。本发明所采用的工质为循环利用。本发明节能、节电，化废为宝，减少环境污染，经济效益显著。
文档编号F04F5/36GK1058254SQ90103489
公开日1992年1月29日 申请日期1990年7月7日 优先权日1990年7月7日
发明者邓祖南 申请人:邓祖南